鋼結構廠房施工設計需要注意有哪些事項?
目前工業場地多為框架結構,以鋼結構為主。框架結構:主要用于單層鋼結構現場,由框架、柱子和基礎構成橫向平面框架,是鋼結構現場的主要承載體系,通過屋頂板、起重機梁、支撐等縱向部件連接平面框架,構成整體的空間結構。
每個結構都有自己的特點,每個功能結構都有自己的需求,每個功能結構都有自己的需求。鋼結構廠房是一種特殊的功能性建筑,它需要大空間和大跨度,同時各種相應的設備,一般是鋼結構的上部。現在選擇一些鋼結構的設計考慮,談談我的看法。
(1)單層屋面板的長度不宜過長。屋頂漏水大致有兩種。①采用屋頂釘板時,釘孔的孔可能會浸水②屋頂板橫向接合部浸水,主要原因是因為面板過長,雨水通過峰值,接合部大面積浸水。所以,單邊坡的長度應根據面板材料的特點和當地降水量合理選擇。
(2)檢查鋼結構現場鋼結構部件時,如何合理選擇相應的截面(凈截面、有效截面、有效截面、毛截面)。①總截面:不扣除孔的截面面積,不考慮孔在截面上的弱化。驗算構件整體穩定性時,可采用毛截面面積進行計算;②凈截面:扣除孔洞的截面面積,考慮孔洞對截面的削弱,主要用于強度驗算。例如,拉伸強度校核應該用凈截面積來計算:考慮后屈曲強度,但是沒有扣除孔的有效截面積。對寬厚較大的冷鑄型鋼,通常采用有效面積來考慮局部屈曲后的強度問題;由于板材太薄,在受壓時會出現局部屈曲,因此無法進行全截面的承載。因此,對于這種薄壁構件,一個部分(有效部分)被認為是正常力,而另一部分不考慮其作用。有效凈截面:考慮后屈曲強度,并考慮孔的有效截面積。構件受壓強度既要考慮孔洞對截面強度的削弱,也要考慮局部的屈曲后強度,一般采用有效凈截面計算。構件受拉時不用考慮局部屈曲,所以仍采用凈截面。
總之,對于一般鋼結構構件,強度計算采用凈截面,穩定性計算采用羊毛截面;薄鋼結構構件,強度計算采用凈截面,強度計算采用有效截面抗壓強度試驗,穩定性試驗采用有效截面。
(3)彎曲工字梁的穩定性和解決方法:施加載荷少時,梁基本上在其較大剛度平面內彎曲的施加載荷達到一定數值后,梁同時發生較大的側彎曲和扭曲變形,立即失去繼續載荷的能力。這時,梁的整體不穩定性必然發生側彎。解決方法有三種:①增加梁的側向支撐點(如屋面梁設置隅撐作為側向支撐點)。②調整梁的截面,增加梁側向慣性矩或增加受壓翼緣寬度(如吊車梁上翼緣)。③調整梁端軸承對橫截面的約束。若能采用旋轉約束,則可大大提高梁的整體穩定性。
(4)二梁與主梁之間的連接一般設計為鉸接連接:如果二梁與主梁是剛性連接的,當主梁在同一截面的兩側承受相同的荷載時,對主梁的影響較小。如果只是單邊有剛接的次梁,對于主梁來說平面外受扭,需要計算抗扭。梁的整體失穩主要表現為側向彎曲和扭轉彎曲,因此需要避免梁的面外扭轉。此外,如果次梁和主梁采用剛性接頭,現場焊接工作量將大大增加。
(5)當梁的撓度太大時,可由拱控制,拱的尺寸一般為恒載標準值和活載1/2的標準值產生的撓度值。在鋼結構中,撓度過大會影響屋頂排水,同時會感到不安全的混凝土結構中,撓度過大會導致耐久性的局部破壞(包括混凝土裂縫)。以撓度為主要控制因素的鋼梁,采用起拱辦法能減低結構的用鋼量。
(6)對于鋼結構廠房門式鋼架風荷載取值,《全國民用建筑工程設計技術措施》有相關的規定:跨高比l/h小于等于4的門式剛架應按《建筑結構荷載規范》GB50009--2001計算風荷載標準值Wk及風荷載體形系數μs,不考慮風振系數βj,但當跨高比1/h大于4的門式剛架及房屋所有圍護結構的風荷載標準值Wk宜按《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》CECSl02:2002取用。
(7)鋼結構廠房門式框架抗震設計原則:(1)采用底剪法。②7度及其以下不需要地震計算,但仍需要采取抗震措施。③門架抗震措施主要是加強節點:①部件之間盡量采用螺栓連接②梁柱節點,在梁下翼上加入木板③梁柱連接點的寬度比適當減少④柱間支撐與部件連接點的節點以1.2倍的部件承載力設計⑤柱間支撐與柱連接點的柱腳錨栓進行拔出檢查,防止錨栓剪出,設置剪出按鈕。附帶引出,一般柱腳都應該設置抗剪鍵。
(8)單層鋼結構的混凝土柱加變截面鋼梁廠房可采用排架結構設計。在此期間,輕鋼屋蓋梁可按門式剛架規范設計,混凝土柱則按混凝土規范設計。對于這種結構形式,重要的是混凝土柱和鋼梁的節點設計,連接方式一般應采用鉸接(混凝土是脆性材料,通過配筋可以承受彎矩和剪切力,但在連接部位,其拉伸、沖切性能差,在外力作用下容易松動和破壞)。的雙曲馀弦值。的雙曲馀弦值。在鋼梁的下部設置拉桿,可以減少鋼梁對柱頂的大水平力,大幅度降低混凝土柱腳的彎曲矩。
(9)鋼結構現場吊車梁設計:吊車在吊車梁上移動,產生沿吊車梁三個方向的動荷載:縱向荷載、橫向水平荷載和縱向水平荷載。縱向水平荷載是指吊車剎車力,其沿軌道方向由吊車梁傳給柱間支撐,計算吊車梁截面時不予考慮。水平水平荷載分為兩端,從軌道輪平均到軌道,其方向垂直于軌道,考慮了兩個方向的制動情況。計算重級工作制吊車梁及其制動結構的強度、穩定性以及連接(吊車梁、制動結構、柱相互間的連接)的強度時,應考慮吊車擺動引起的橫向水平力。豎向荷載在吊車梁垂直方向產生彎矩和剪力,水平荷載在吊車梁上翼緣平面產生水平方向的彎矩和剪力。吊車梁一般設計成簡支梁。如果連續梁設計能夠節約材料,但連續梁對支護沉降敏感,則基礎要求較高。
鋼結構現場采用的框架結構在結構形式上比較簡單,結構之間的傳輸力明確。盡管如此,還是有很多需要注意的問題。以上只列舉了幾點作為說明。在工程設計實踐中不斷探索,積累更多的工程設計經驗。